自養(yǎng)型人工濕地處理硝酸氮污染水的脫氮效能研究.pdf

1、由于富營養(yǎng)化問題及地下水硝酸鹽氮的日益嚴(yán)重，脫氮已經(jīng)成為提高水體水質(zhì)必不可少的步驟。脫氮過程包括硝化與反硝化兩個(gè)步驟，反硝化在以硝酸鹽氮為主的污染水體治理中尤為重要。相對(duì)于異養(yǎng)反硝化有可能造成的二次污染與污泥產(chǎn)率高的問題，硫自養(yǎng)反硝化近年來越來越受到人們的關(guān)注?？紤]到硫自養(yǎng)反硝化菌生長周期長，本研究嘗試將硫自養(yǎng)反硝化技術(shù)與人工濕地相結(jié)合，在預(yù)防產(chǎn)生異養(yǎng)反硝化型人工濕地普遍存在的堵塞問題的基礎(chǔ)上，能夠有效地去除污染水中的硝酸鹽氮。

2、　　本研究采用自制潛流人工濕地系統(tǒng)，其中礫石直徑為20~30mm，接種污泥為閔行污水處理廠的剩余污泥，電子供體為硫代硫酸鈉，研究水溫、S/N比、水力停留時(shí)間（HRT）對(duì)系統(tǒng)氮去除效果的影響。系統(tǒng)進(jìn)水TN為18.5mg/L，其中硝酸鹽氮為17.5mg/L，在水力停留時(shí)間（HRT）為12h時(shí)，水溫為20-28℃時(shí)，可以取得92％的TN去除率，出水亞硝氮基本沒有積累。當(dāng)水溫降低到3-7℃時(shí)，只能取得20%的TN去除率。為了提高在低溫下的TN去

3、除率，將HRT由12h延長到24h。此時(shí)，雖然TN去除速率維持不變，但是TN去除率可以達(dá)到50%。由此可以得出在低溫條件下可以通過延長系統(tǒng)HRT來提高TN的去除率。
　　監(jiān)測(cè)水溫為20℃，S/N為1：1，HRT為3、6、9、12h的條件下TN的去除效果為70.63%、84.60%、89.48%和90.50%。可以得到在HRT=9h為系統(tǒng)在此條件下的最佳工況點(diǎn)。在水溫為5℃，S/N為1：1，HRT為6、12、18、24h的條件下TN

4、的去除率分別為17.67%、32.79%、41.91%和50.06%。
　　在水溫為20℃，HRT為12h，S/N分別為1:1、0.8:1、0.6:1的條件下，監(jiān)測(cè)TN的去除率隨 S/N的降低而降低，分別為90.93%、76.20%和57.03%。其中在氣相成分中，N2O的通量分別為2.3ug/(m2·h)、1245 ug/(m2·h)和1860.5 ug/(m2·h)，可以得到：S/N的降低會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生更多溫室氣體N2O。在三種S

5、/N下出水硫酸根比理論硫酸根要少，這是由于部分硫酸根轉(zhuǎn)化為了硫化氫。除此之外硫代硫酸鈉在酸性環(huán)境下會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)。
　　在活性污泥法數(shù)學(xué)模型中，ASMN模型更為精確地描述了硝化與反硝化過程，并且在模型中加入了N2O這一組分可以更好地模擬系統(tǒng)反硝化過程中溫室氣體的產(chǎn)生。在人工濕地?cái)?shù)學(xué)模型中，BIO-PROE模型是將CWM1（人工濕地1號(hào)模型）與復(fù)雜的水力模型相結(jié)合的人工濕地模型。本研究在這兩個(gè)模型的基礎(chǔ)上，建立以硫代硫酸鈉為電子供